收藏本站
《中国铁道科学研究院》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于结构—土相互作用的高填方锚索桩板墙设计理论的研究

李中国  
【摘要】:锚索桩板墙是一种新型支挡结构,主要由桩、锚索和挡土板构成。与悬臂式桩板墙相比,桩的受力状态得到改善,应用高度明显提高,具有显著的技术经济优势,已经在公路、铁路及水利建设项目中得到了较广泛的应用。但是目前对该结构的研究远落后于工程应用,锚索桩板墙应用不当造成破坏的现象时有发生。在此背景下,本文结合现场试验对高填方锚索桩板墙结构进行了系统的研究,深入分析了该结构的工作机理及受力特性,构建了结构-土的相互作用力学模型并提出了更加合理、完善的设计计算方法。本文取得的研究成果对该类结构的进一步发展和推广应用有重要的理论和工程实际意义。 本文首先对锚索桩板墙结构进行了简要的分析,阐述了锚索桩板墙的各组成部分的工作特点。通过分析发现锚索桩板墙结构的最终的内力及变形与施工过程有着密切的关系,不同的工况将导致不同的结构的内力及变形。基于结构-土的相互作用分析,建立了各施工工况的锚索桩板墙的力学计算模型并提出了新的锚索桩板墙的计算方法——“增量法”,该方法可计算各工况的结构反应。 分析了两个不同地层条件下的锚索桩板墙现场试验结果,研究了结构受力性状随施工过程的变化规律。着重分析了两个试验工点的结构内力和变形随着填土过程和锚索张拉施工的变化规律,总结了锚索、桩和填土之间的相互作用关系。锚索张拉工况的现场试验结果与弹性地基梁计算结果吻合较好,验证了在锚索张拉时桩土系统符合竖向弹性地基梁模型的特性。将两个现场试验的结果对比,总结了不同的地层条件下结构的不同反应特性。 论文采用ABAQUS有限元软件建立了二维计算模型并对锚索桩板墙试验工点的的施工过程进行了模拟分析,研究了不同施工阶段锚索桩板墙结构和填土的应力状态的变化及变形规律。模拟结果表明:在锚索张拉后,改变了填土的应力状态,限制了填土内塑性区的持续发展;锚索张拉锁定后的填土塑性区以新的填土面开始发展。 论文根据现场试验及数值分析成果,提出了土压力在各工况的分布模式并给出了完整的增量法计算过程。采用增量法对试验工点进行了反算,反算结果与试验结果吻合较好,证明了本文提出方法的合理性。关于锚索拉力设计值的确定,建议根据不同地层条件以静止土压力的(0.4~0.7)倍取值。 最后,根据不同地层的锚索桩板墙的受力特性,提出了不同地层条件下的高填方锚索桩板墙“桩-土刚度匹配”的设计原则,即当地层刚度较小和较大时分别采用“强锚弱桩”和“强桩弱锚”的桩锚搭配关系。总结归纳了锚索桩板墙的设计流程及步骤。列举了某高速公路的高填方路基锚索桩板墙应用实例的以供参考,同时对某个锚索桩板墙的破坏原因进行分析,总结了经验及设计注意事项。
【学位授予单位】:中国铁道科学研究院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:U417.1

手机知网App
【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 胡荣华;衡重式桩板挡墙受力特性及破坏机理的研究[D];中国铁道科学研究院;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 叶晓明;柱板结构挡土墙板上的土压力计算方法[J];地下空间;1999年02期
2 张金民,曾进群;桩锚挡墙支护体系挡板土压力的试验研究[J];地下空间;2002年01期
3 姚代禄;挡土墙土压力非线性分布的研究[J];重庆交通学院学报;1984年03期
4 阮波,冷伍明,李亮;土压力非线性分布的研究[J];长沙铁道学院学报;2001年04期
5 窦斌,梅利芳,范瑛,余天庆,杨凯华;高填方路堤互锚式薄壁挡土墙土压力试验研究[J];地质科技情报;2003年03期
6 秦立科;王晓谋;李云璋;;基于水平土拱效应的桩间挡土板土压力计算研究[J];工程地质学报;2009年02期
7 叶晓明,陈剑锋,张志虎;柱板结构挡土板压力与跨度分析[J];重庆建筑大学学报;2000年S1期
8 刘金龙;陈陆望;栾茂田;;挡土墙土压力非线性分布的计算方法研究[J];重庆建筑大学学报;2008年04期
9 魏业清;张林洪;;考虑土拱效应的桩板墙挡板设计[J];科学技术与工程;2008年21期
10 何昌荣,李彤;南昆线锚拉式桩板墙的弹性约束地基系数法[J];路基工程;2002年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李中国;预应力锚索框架在路堑边坡病害防治中的应用研究[D];铁道部科学研究院;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张吉园,张志勇,邢仲星;多模型Biot固结有限元分析[J];四川建筑科学研究;2000年01期
2 杨成忠;;基于进化策略的路基稳定性分析[J];四川建筑科学研究;2006年02期
3 许晶菁;陈颖辉;鲁忠军;杨坤华;;加芯搅拌桩单桩竖向承载力的探讨[J];四川建筑科学研究;2006年05期
4 林景华;;基于传递函数法的预制单桩承载性状分析[J];四川建筑科学研究;2006年05期
5 郭院成;郭呈祥;叶永峰;;基于水平土拱效应的排桩支护结构合理桩间距的研究[J];四川建筑科学研究;2008年04期
6 康寅;罗书学;李强;;预加固桩可靠度分析与计算[J];四川建筑科学研究;2008年04期
7 朱彦鹏;王智勇;王春放;;土钉墙水平位移的计算与分析[J];四川建筑科学研究;2009年02期
8 张莉;许朝阳;;土钉墙与喷锚的设计方法研究及安全性分析[J];四川建筑科学研究;2009年05期
9 谭万鹏;郑颖人;陈卫兵;;动态、多手段、全过程滑坡预警预报研究[J];四川建筑科学研究;2010年01期
10 陈刚;;拱形组合抗滑桩结构分析研究[J];四川建筑科学研究;2010年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王玉标;芮勇勤;;地下暗河引起路堤沉陷与失稳过程相似模型试验[A];中国公路学会高速公路运营管理分会2011年度年会暨第十八次全国高速公路运营管理工作研讨会论文集[C];2011年
2 陈立;张燎军;;基于地震动土压力非线性分布的集中参数法研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
3 李洪亮;王晓华;沈可;;天津滨海新区重载交通工作区深度的分析[A];科技创新 绿色交通——第十一次全国城市道路交通学术会议论文集[C];2011年
4 白霖;蔡俊宇;;浅谈220kV泉乡变电所建设中边坡滑移处理方案的确定与实施[A];2010年云南电力技术论坛论文集(文摘部分)[C];2010年
5 周邠鹏;简政;;水平荷载下单桩的数值计算法[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册[C];2003年
6 任建喜;刘杰;;森林公园地铁车站深基坑变形规律有限元分析[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
7 叶虔;刘镇;;复杂地质条件下基坑开挖与回填工程的数值模拟研究[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
8 许宏发;程学新;奚水清;汪耀明;;抗拔桩轴力分布函数和位移分布函数间的关系模型[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
9 程栋栋;闫澍旺;侯晋芳;杨昌民;;桩与土工格栅联合作用对高速公路路堤地基承载力影响的有限元分析[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
10 刘焕斌;晏鄂川;吴益平;张永义;;桩锚结构预应力的变形协调确定方法[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨敬源;井壁稳定性若干力学问题的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 张选利;柔性注压锚杆锚固特性研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
3 孙军杰;黄土场地震陷与桩基负摩阻力现场试验研究[D];兰州大学;2010年
4 杨庆年;武汉地铁车站深基坑变形特性分析[D];华中科技大学;2010年
5 徐玉胜;大能量强夯置换法处理深圳地区软土地基的应用研究[D];中国铁道科学研究院;2009年
6 江辉煌;砂井处理超软地基的固结计算[D];中国铁道科学研究院;2009年
7 孙书伟;微型桩结构加固边坡受力机制和设计计算理论研究[D];中国铁道科学研究院;2009年
8 邵玉娴;粘性土工程性质的温度效应试验研究[D];南京大学;2011年
9 叶红;风化岩体中压力型锚索锚固机理与设计方法研究[D];武汉理工大学;2010年
10 温世亿;膨胀土渠坡若干关键技术问题研究[D];武汉大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 蒋建军;二维超声无磨料抛光工艺参数优选试验研究[D];河南理工大学;2010年
2 马宗锋;地铁车站深基坑分步开挖数值模拟分析[D];山东科技大学;2010年
3 赵文娟;采动围岩运动规律与断层活动性的研究[D];山东科技大学;2010年
4 李友;数控机床床身系统动态特性分析[D];长春理工大学;2010年
5 王志宽;大直径人工挖孔扩底桩承载力试验研究与工程应用[D];郑州大学;2010年
6 周高永;砂浆粘结GFRP土钉的工作性能试验研究[D];郑州大学;2010年
7 宋克选;排桩内支撑联合土钉支护体系的数值模拟[D];郑州大学;2010年
8 李新明;钢渣稳定土的路用性能研究及应用[D];郑州大学;2010年
9 赵何;碎玉米秸秆卷压特性的研究[D];山东农业大学;2010年
10 王国荣;冶石公路工程项目施工组织设计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 施大震;路肩短卸荷板式挡土墙试验研究及应用[J];安徽建筑;1996年02期
2 张金民,曾进群;桩锚挡墙支护体系挡板土压力的试验研究[J];地下空间;2002年01期
3 包承纲,饶锡保;土工离心模型的试验原理[J];长江科学院院报;1998年02期
4 窦斌,梅利芳,范瑛,余天庆,杨凯华;高填方路堤互锚式薄壁挡土墙土压力试验研究[J];地质科技情报;2003年03期
5 方家强;;墙背卸荷式搅拌桩挡墙在基坑工程中的应用[J];福建建筑;2006年01期
6 王行淑;重力式码头卸荷板合理长度的探讨[J];港工技术;1988年Z1期
7 黄明俊;带卸荷板方块码头断面优化设计程序[J];港工技术;1997年03期
8 油新华,李晓;国外离心模型试验技术在边坡工程中的应用现状与展望[J];工程地质学报;2000年04期
9 王绪绛;路肩短卸荷板式挡土墙的试验与应用[J];城建档案研究;2000年02期
10 张文青;带卸荷板的板墙式挡土墙在水利工程中的设计与应用[J];甘肃水利水电技术;1996年01期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 赵明华;倾斜荷载下基桩的受力研究[D];湖南大学;2001年
2 肖世国;岩石高边坡开挖松驰区及加固支挡结构研究[D];西南交通大学;2003年
3 蒋波;挡土结构土拱效应及土压力理论研究[D];浙江大学;2005年
4 蒋楚生;路堤(肩)式预应力锚索桩板墙结构设计理论及工程应用研究[D];西南交通大学;2006年
5 姜朋明;转动状态下挡土墙土压力的严密解法及其应用[D];南京理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前6条
1 刘永春;衡重式桩板挡墙的模型试验研究[D];中国铁道科学研究院;2010年
2 张家国;衡重式挡土墙受力及变形特性离心模型实验研究[D];西南交通大学;2004年
3 王卫华;重力式、悬臂式、扶壁式挡土墙结构优化设计与选型[D];兰州理工大学;2005年
4 高志辉;桩基托梁挡土墙力学作用机理试验研究与数值分析[D];四川大学;2005年
5 钱立平;昆洛路垂直高边坡预应力锚索桩板墙支护试验研究[D];西南交通大学;2007年
6 吴小宁;桩内点锚技术及其工程应用[D];重庆大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 胡荣华;刘国楠;黄孝刚;潘效鸿;;衡重式桩板挡墙整体滑移稳定安全系数计算方法[J];中国铁道科学;2013年02期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 叶晓明;柱板结构挡土墙板上的土压力计算方法[J];地下空间;1999年02期
2 王仕传;凌建明;;刚性挡土墙非线性主动土压力分析[J];地下空间与工程学报;2006年02期
3 吴恒立;推力桩双参数法微分方程的通解[J];重庆交通学院学报;1985年03期
4 刘国彬,王印昌;实测钢筋计应力推算地下连续墙弯矩方法探讨[J];地下工程与隧道;2003年01期
5 罗云;秦立科;刘明振;;三峡库区龙马溪深沟滑坡灾害治理[J];水利与建筑工程学报;2007年02期
6 刘永绣,吴荔丹,李元音;一种新型码头结构型式——半遮帘式深水板桩码头结构的推出[J];港工技术;2002年01期
7 刘永绣;;板桩码头向深水化发展的方案构思和实践——遮帘式板桩码头新结构的开发[J];港工技术;2005年S1期
8 焦志斌;蔡正银;王剑平;李景林;;遮帘式板桩码头原型观测技术研究[J];港工技术;2005年S1期
9 王惠初;武冬青;田平;;粘土中横向静载桩P-Y曲线的一种新的统一法[J];河海大学学报;1991年01期
10 许英姿,唐辉明;滑坡治理中预应力锚索格构梁受力分析[J];安全与环境工程;2002年03期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 刘小丽;新型桩锚结构设计计算理论研究[D];西南交通大学;2003年
2 蒋良潍;松散斜坡体锚、桩加固作用机理与工程应用研究[D];成都理工大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 洪文聪,陈建欣;北厢工程锚索桩板墙的设计与施工[J];云南交通科技;1999年01期
2 郑雷;;现浇式预应力锚索桩板墙的施工[J];中国水运(理论版);2006年08期
3 黄国林;;预应力锚索桩板墙的设计与施工要点[J];四川建筑;2007年06期
4 和昆;;元磨高速公路锚索桩板墙的破坏原因及加固[J];路基工程;2009年04期
5 万军利;;测斜仪在预应力锚索桩板墙试验工程的应用[J];西部探矿工程;2007年12期
6 徐海涛;;渝怀铁路DK626陡坡深路堑锚索桩板墙复合结构设计[J];重庆建筑;2007年12期
7 俞琛,李昉;预应力锚索桩板墙的设计原理、施工与经济分析[J];铁道标准设计;2003年10期
8 田凤岭;;锚索桩板墙在防护膨胀土地区高路堑滑坡中的应用[J];铁道建筑技术;2010年S1期
9 蒋楚生;;路肩(堤)式预应力锚索桩板墙柔性支挡结构的土压力分布新探索[J];铁道工程学报;2007年04期
10 杨柳;马建林;钱立平;;昆洛路高边坡锚索桩板墙离心模型试验研究[J];路基工程;2009年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 骆行文;姚海林;杨明亮;;高填路基锚索桩板墙支挡结构计算方法及施工控制[A];岩石力学与工程的创新和实践:第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年
2 李勇;;锚索桩板墙在高速公路斜坡路堤防护中的应用[A];第十届中国科协年会论文集(四)[C];2008年
3 张洪欣;;锚杆微型梁竖向微型桩联合体系在治理高填方路基病害中的应用[A];河南地球科学通报2008年卷(中册)[C];2008年
4 孙迪;陈剑平;李晓茹;;高填方软基公路路面裂缝类病害调查及成因浅析[A];第八届全国工程地质大会论文集[C];2008年
5 郭院成;周同和;刘海涛;;路基工后沉降变形控制新技术与桥头跳车处理[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集(下册)[C];2003年
6 李仲玉;;填方路基的沉降分析与控制[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2002年
7 张帅;;强夯法在石方路基填筑中的应用[A];土木建筑学术文库(第14卷)[C];2010年
8 吕亚南;王方;;浅析膨胀土路基处理[A];土木建筑学术文库(第13卷)[C];2010年
9 王万忠;;改造城市旧路 节省城市资源[A];河南省土木建筑学会2008年学术大会论文集[C];2008年
10 廖莹;;土工格栅在沥青路面基层裂缝处理中的应用[A];公路交通与建设论坛(2009)[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 陈仁文;十六局机化处筑成内昆高填方路基[N];中国铁道建筑报;2000年
2 乔世珊 李海涛;连续式冲击压实机[N];中国水利报;2002年
3 通讯员 刘远计 梁勇;赵广发到阿东西高速公路调研[N];中国铁道建筑报;2009年
4 严永生;压力面前出英雄[N];中国铁道建筑报;2003年
5 赵纯杰;情系克拉玛依[N];中国铁道建筑报;2003年
6 记者 刘新红 通讯员 张长生;宜万铁路铺轨全线贯通[N];中国铁道建筑报;2010年
7 本报特约记者 刘新红;宜万铁路的设计之路[N];人民铁道;2010年
8 舒郁仁 文良诚;“高附着路面施工方法”获国家专利[N];中国建设报;2010年
9 程娜 武芳;城建劲旅展宏图[N];山西日报;2010年
10 王秀华 柳崇元 纪捷 杨旭;崇山峻岭织玉带 绵延山峦舞巨龙[N];河北日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 李中国;基于结构—土相互作用的高填方锚索桩板墙设计理论的研究[D];中国铁道科学研究院;2011年
2 金生吉;高填方多级挡土墙路基沉降规律与稳定性数值模拟研究[D];东北大学;2009年
3 谷复光;吉林省某路段高填方路基沉降分析与研究[D];吉林大学;2011年
4 王雯璐;侧填荷载对高填方涵洞地基承载力的影响[D];吉林大学;2011年
5 资建民;高填方路基快速施工与沉降控制研究[D];华中科技大学;2008年
6 陈涛;山区机场高填方地基变形及稳定性研究[D];郑州大学;2010年
7 王智超;高填方路堤流变沉降本构模型及其计算方法研究[D];湘潭大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 岳辉;整体现浇式预应力锚索桩板墙的试验研究[D];昆明理工大学;2010年
2 靳军伟;高填方路基变刚度处理技术及设计方法研究[D];郑州大学;2010年
3 张杰;基于变形控制的高填方路基后处理技术参数研究[D];郑州大学;2011年
4 刘光辉;高填方路基智能沉降预测及应用研究[D];山东大学;2011年
5 崔晓如;高填方路基沉降变形分析与预测及其控制标准研究[D];长沙理工大学;2010年
6 陈乡寿;滇西红层软岩地区特高路堤稳定性研究[D];重庆交通大学;2012年
7 赵晓冬;高填方路基的沉降速度分析与稳定性研究[D];河北工业大学;2002年
8 王瑞甫;高填方路基沉降计算及预测方法研究[D];湖南大学;2003年
9 向烨;基于行车舒适性的高填方路基差异沉降指标研究[D];长沙理工大学;2010年
10 周裕利;压力型锚固体系受力机理分析及工程应用研究[D];重庆大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026